كيف تؤثر التغيرات في درجة الحرارة على أداء الخلايا الشمسية متعددة البلورات؟

كجزء مهم من توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية ، فإن أداء الخلايا الشمسية متعددة البلورات في بيئات مختلفة ستتأثر بالعديد من العوامل ، من بينها تغيير درجة الحرارة أحد العوامل الرئيسية. في عملية امتصاص الخلايا الشمسية التي تمتص أشعة الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائية ، سيكون لزيادة أو انخفاض درجة الحرارة تأثير معين على كفاءتها وعمر الخدمة. لذلك ، فإن دراسة تأثير التغيرات في درجة الحرارة على أداء الخلايا الشمسية متعددة البلورات لها أهمية كبيرة لتحسين تأثير استخدامها وتحسين تطبيقها.
عندما ترتفع درجة الحرارة ، تتناقص كفاءة التحويل الكهروضوئية للخلايا الشمسية متعدد الكريستالات عادة. يتمثل مبدأ العمل في الخلايا الشمسية في تحويل طاقة الضوء إلى طاقة كهربائية باستخدام تأثير الكهروضوئي ، والتغير في درجة الحرارة يؤثر على الخواص الإلكترونية للمادة ، مما يؤثر على جهد الخرج والتيار. عندما ترتفع درجة الحرارة ، ستتغير بنية نطاق مواد السيليكون متعددة الكريستالات إلى حد ما ، مما يقلل من قدرة الترحيل للإلكترونات ويؤدي إلى انخفاض جهد الخرج. على الرغم من أن شدة الضوء قد تزيد من التيار الضوئي ، إلا أن طاقة الإنتاج الإجمالية قد لا تزال تتأثر بسبب انخفاض الجهد. لذلك ، في بيئة عالية من درجة الحرارة ، عادة ما يتم تقليل كفاءة التحويل للخلايا الشمسية متعددة البلورات.
بالإضافة إلى التغير في كفاءة التحويل الكهروضوئية ، قد تسرع درجة الحرارة المرتفعة أيضًا من عملية شيخوخة الخلايا الشمسية. في بيئة درجة حرارة عالية لفترة طويلة ، قد تتدهور المواد الموجودة داخل الخلايا الشمسية متعددة البلورات بسبب التمدد الحراري والتغيرات الكيميائية ، مما يؤثر على عمر خدمة البطارية. على سبيل المثال ، قد تتراوح أعمار مادة التغليف تدريجياً بسبب التعرض المرتفع في درجة الحرارة على المدى الطويل ، مما يؤدي إلى انخفاض في ختم البطارية ، مما يجعل من السهل على الرطوبة الخارجية دخول الجزء الداخلي ، مما يؤثر على ثبات البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تتسبب ارتفاع درجة الحرارة في التوسع الحراري وتبريد أجزاء اللحام لتكثيف ، وبالتالي زيادة مقاومة التلامس والتأثير على أداء الدائرة الكلية إلى حد ما.
عندما يتم تقليل درجة الحرارة ، قد يتم تحسين كفاءة التحويل الكهروضوئية للخلايا الشمسية متعدد البلورات ، ولكن إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية ، فقد تجلب أيضًا بعض الآثار السلبية. عندما يتم تقليل درجة الحرارة ، قد يزداد تنقل الحاملة لمواد السيليكون متعدد الكريستالات ، بحيث يزداد جهد الخرج للبطارية ، وبالتالي تحسين كفاءة التحويل الكلية. ومع ذلك ، في بيئة درجة حرارة منخفضة للغاية ، قد تنتج مادة التغليف من الخلايا الشمسية الكريستالية الإجهاد بسبب انكماش درجة الحرارة المنخفضة ، مما يؤثر على الاستقرار الهيكلي للبطارية. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان اختلاف درجة الحرارة كبيرًا وتتغير درجة الحرارة بشكل كبير بين النهار والليل ، فقد يتم توليد الإجهاد الميكانيكي داخل البطارية ، مما يؤثر على استقراره على المدى الطويل.
في التطبيقات العملية ، من أجل تقليل تأثير التغيرات في درجات الحرارة على أداء الخلايا الشمسية متعددة البلورات ، عادة ما يتم اتخاذ سلسلة من مقاييس التحسين. على سبيل المثال ، في مرحلة التصميم ، سيتم اختيار مواد التغليف ذات المقاومة العالية والمنخفضة لدرجة الحرارة لتقليل تأثير درجة الحرارة على الهيكل الداخلي للبطارية. في الوقت نفسه ، أثناء عملية التثبيت ، يمكنك اختيار طريقة تبديد حرارة معقولة ، مثل زيادة الدورة الدموية للهواء ، باستخدام قوسين لتحسين أداء التهوية لألواح البطارية ، وما إلى ذلك ، لتقليل انخفاض الكفاءة الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض البيئات القاسية ، قد يتم اعتماد تدابير محددة للتحكم في درجة الحرارة ، مثل تثبيت نظام تبريد تحت مجموعة البطارية للحفاظ على درجة حرارة تشغيل مناسبة وتحسين كفاءة توليد الطاقة الإجمالية .